CN113533496A - 管道漏磁内检测探头性能测试装置 - Google Patents

管道漏磁内检测探头性能测试装置 Download PDF

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王继锋
胡胜生
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Abstract

本发明提供了一种管道漏磁内检测探头性能测试装置，包括：支撑机构，包括底座及固定于所述底座上的支撑架，所述支撑架具有上下两层；带有缺陷的钢板，设置于所述支撑架的下层；磁化机构，设置于所述底座上且位于所述钢板的下方，所述磁化机构用于对所述钢板进行饱和磁化；探头，悬吊于所述钢板的上方且用于对所述钢板上的缺陷进行检测；驱动机构，设置于所述支撑架的上层，驱动机构与探头连接并驱动所述探头沿钢板的设定方向作往复运动。通过驱动机构驱动探头对钢板上的缺陷进行检测，能够快捷方便的对管道漏磁内检测探头的检测性能进行测试和评价。此外，本发明提供的管道漏磁内检测探头性能测试装置结构简单，测试方便，具有很强的实用性。

Description

管道漏磁内检测探头性能测试装置
技术领域
本发明涉及漏磁检测技术领域，尤其涉及一种管道漏磁内检测探头性能测试装置。
背景技术
管道内检测是依靠管道漏磁内检测探头在管道内介质压差的推动下，检测出管道的几何变形、内外壁金属腐蚀缺陷等，并定位缺陷在管道中的位置。为了适应管道内介质的工作压力大，管道漏磁内检测探头运行速度快的工况，要求管道内检测减小采样时间，提高采样速率以保证测量精度。由于油气管道的输送里程比较长，所以管道漏磁内检测探头运行时间很长，检测工作量大，并且扫查实际操作困难，无法快捷方便的对管道漏磁内检测探头的检测性能进行测试和评价。
发明内容
本发明的目的在于提供一种管道漏磁内检测探头性能测试装置，结构简单，能够快捷方便的对管道漏磁内检测探头的检测性能进行测试和评价。
为了达到上述目的，本发明提供了一种管道漏磁内检测探头性能测试装置，包括：
支撑机构，包括底座及固定于所述底座上的支撑架，所述支撑架具有上下两层；
带有缺陷的钢板，设置于所述支撑架的下层；
磁化机构，设置于所述底座上且位于所述钢板的下方，所述磁化机构用于对所述钢板进行饱和磁化；
探头，悬吊于所述钢板的上方且用于对所述钢板上的缺陷进行检测；
驱动机构，设置于所述支撑架的上层，所述驱动机构与所述探头连接并驱动所述探头沿所述钢板的设定方向作往复运动。
可选的，所述钢板沿所述设定方向分布有至少两个不同的缺陷。
可选的，所述支撑架包括四根相同的立杆，四根所述立杆两两对称设置于所述钢板的两侧，且每根所述立杆上均设置有上支撑块及下支撑块，所述钢板固定于四根所述立杆的下支撑块上，所述驱动机构固定于四根所述立杆的上支撑块上。
可选的，所述钢板的下方还设置有托架，所述托架与四根所述立杆的下支撑块连接，所述钢板通过所述托架固定于四根所述立杆的下支撑块上。
可选的，所述磁化机构包括永磁铁及两个钢刷，所述永磁铁具有沿所述设定方向设置的N极和S极，所述钢刷的一端与所述N极或S极连接，另一端穿过所述托架的镂空区域与所述钢板的下表面连接，以将所述永磁铁的磁性导入所述钢板。
可选的，所述驱动机构包括直线步进电机、固定板及滑块，所述固定板固定于四根所述立杆的上支撑块上，所述直线步进电机设置于所述固定板上，所述滑块设置于所述直线步进电机的导轨上，所述滑块与所述探头连接，所述直线步进电机能够驱动所述滑块沿所述导轨运动，进而带动所述探头沿所述设定方向往复运动。
可选的，所述滑块上还设置有感应片，所述导轨上设置有原点传感器及终点传感器，所述原点传感器及所述终点传感器通过探测所述感应片以获取所述探头的位置。
可选的，所述管道漏磁内检测探头性能测试装置还包括运动控制器，所述运动控制器与所述直线步进电机、所述原点传感器及所述终点传感器通信连接，当所述原点传感器或所述终点传感器探测到所述感应片靠近时，所述运动控制器控制所述直线步进电机停止工作或进行正反转的切换。
可选的，所述管道漏磁内检测探头性能测试装置还包括通信连接的处理终端及采集板卡，所述采集板卡与所述探头通信连接，所述采集板卡能够响应所述处理终端发送的采集指令并对所述探头进行配置，当所述探头探测到所述缺陷时向所述采集板卡发送漏磁信号，所述采集板卡将所述漏磁信号发送给所述处理终端，所述处理终端对所述漏磁信号进行分析处理以获取所述探头的检测数据，并根据所述检测数据对所述探头的检测性能进行评价。
可选的，所述采集板卡还包括USB转RS485收发器，所述处理终端通过所述USB转RS485收发器与所述采集板卡通信连接，所述的采集板卡上设有多个用于通信连接所述探头的RS485外设接口，所述USB转RS485收发器用于将所述采集板卡发送的RS485信号转换成USB2.0信号并传输给所述处理终端。
本发明提供了一种管道漏磁内检测探头性能测试装置，包括：支撑机构，包括底座及固定于所述底座上的支撑架，所述支撑架具有上下两层；带有缺陷的钢板，设置于所述支撑架的下层；磁化机构，设置于所述底座上且位于所述钢板的下方，所述磁化机构用于对所述钢板进行饱和磁化；探头，悬吊于所述钢板的上方且用于对所述钢板上的缺陷进行检测；驱动机构，设置于所述支撑架的上层，所述驱动机构与所述探头连接并驱动所述探头沿所述钢板的设定方向作往复运动。通过驱动机构驱动探头对钢板上的缺陷进行检测，能够快捷方便的对管道漏磁内检测探头的检测性能进行测试和评价。此外，本发明提供的管道漏磁内检测探头性能测试装置结构简单，测试方便，具有很强的实用性。
附图说明
本领域的普通技术人员将会理解，提供的附图用于更好地理解本发明，而不对本发明的范围构成任何限定。其中：
图1为本发明实施例提供的管道漏磁内检测探头性能测试装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的管道漏磁内检测探头性能测试装置的控制框图。
附图中：
1-支撑机构；2-钢板；3-磁化机构；4-探头；5-驱动机构；6-托架；7-运动控制器；8-处理终端；9-采集板卡；
10-底座；11-支撑架；12-上支撑块；13-下支撑块；30-钢刷；31-永磁铁的N极；32-永磁铁的S极；50-直线步进电机；51-固定板；52-滑块；53-导轨；54-原点传感器；55-终点传感器。
具体实施方式
为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。
如在本发明中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，除非内容另外明确指出外。如在本发明中所使用的，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。如在本发明中所使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。如在本发明中所使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征。
请参照图1，图1为本发明实施例提供的管道漏磁内检测探头性能测试装置的结构示意图。本实施例提供了一种管道漏磁内检测探头性能测试装置，包括：
支撑机构1，包括底座10及固定于所述底座10上的支撑架11，所述支撑架11具有上下两层；
带有缺陷的钢板2，设置于所述支撑架11的下层；
磁化机构3，设置于所述底座10上且位于所述钢板2的下方，所述磁化机构3用于对所述钢板2进行饱和磁化；
探头4，悬吊于所述钢板2的上方且用于对所述钢板2上的缺陷进行检测；
驱动机构5，设置于所述支撑架11的上层，所述驱动机构5与所述探头4连接并驱动所述探头4沿所述钢板2的设定方向作往复运动。
通过驱动机构5驱动探头4对钢板2上的缺陷进行检测，能够快捷方便的对管道漏磁内检测探头4的检测性能进行测试和评价。本发明提供的管道漏磁内检测探头性能测试装置结构简单，测试方便，具有很强的实用性。
具体的，本发明的目的在于提供一种探头4的性能测试平台，所述探头4为本领域中管道漏磁内检测常用的三维探头4，所述探头4包括电路板、霍尔传感器和耐磨材料等，用于对钢板2进行扫查和三维漏磁信号测量。
所述钢板2为带有机加工缺陷的铁磁性钢板，可通过铣刀在一定宽度和厚度的铁磁性钢板的正面或反面上加工出符合NBT47013.12-2015要求的缺陷。所述缺陷为模拟所述管道内外壁的缺陷，包括但不限于坑状金属损失、凹沟金属损失及凹槽金属损失。
应当理解的是，根据探头4的检测需求，可以在所述钢板2上设置多个探测路径，各个所述探头4对应的探测路径上分布有至少两个不同的缺陷。应当理解的是，此处所指的不同缺陷包括形状或尺寸的不同，所述尺寸包括长度、宽度及深度等。
较佳的，多个所述缺陷在所述钢板2上呈阵列分布且与多个所述探头4的探测路径一一对应，以便于同时对多个探头4的检测性能进行评估。
通过在钢板2上布置多个探头4，以保证该测试平台具有足够的通道数满足缺陷的覆盖范围，若是发现缺陷检测，则探头4应给出缺陷的三维漏磁信号。
本实施例中，所述钢板2的设定方向为所述钢板2的长度方向。
本实施例中，所述管道漏磁内检测探头性能测试装置还包括支撑机构1，所述支撑机构1包括底座10及固定于所述底座10上的支撑架11，所述支撑架11具有上下两层，所述支撑架11的上层可用于设置驱动机构5，所述探头4悬吊于所述驱动机构5下，所述支撑架11的下层用于设置带有缺陷的钢板2。
请继续参照图1，所述支撑架11包括四根相同的立杆，四根所述立杆两两对称设置于所述钢板2的两侧，且每根所述立杆上均设置有上支撑块12及下支撑块13，所述钢板2固定于四根所述立杆的下支撑块13上，所述驱动机构5固定于四根所述立杆的上支撑块12上。本实施例中，所述立杆可焊接于所述底座10上，每根所述立杆上均可焊接一上支撑块12及下支撑块13，用于分别固定钢板2及驱动机构5。
更进一步的，所述钢板2的下方还设置有托架6，所述托架6与四根所述立杆的下支撑块13连接，所述钢板2通过所述托架6固定于四根所述立杆的下支撑块13上。所述托架6不仅可以用于托住钢板2，保证钢板2的稳定性，同时也可以便于将钢板2卸下，对钢板2进行更换。本实施例中，所述托架6可与四根所述立杆的下支撑块13上焊接固定，也可以通过螺纹连接等可拆卸连接的方式进行固定，本申请对此不做任何限制。
本实施例中，所述托架6为方形架体，可沿所述方形架体的长度方向焊接若干横杆，以便于支撑住所述钢板2，且所述横杆与所述方形架体之间形成若干镂空区域，以便于磁化机构3对所述钢板2进行饱和磁化。
请继续参照图1，所述磁化机构3包括永磁铁及两个钢刷30，所述永磁铁具有沿所述设定方向设置的N极31和S极32，所述钢刷30的一端与所述N极31或S极32连接，另一端穿过所述托架6的镂空区域与所述钢板2的下表面连接，以将所述永磁铁的磁性导入所述钢板2。当然，也可以采用其他的磁化机构3，例如通过交流电或直流电对所述钢板2进行磁化。
请继续参照图1，所述驱动机构5包括直线步进电机50、固定板51及滑块52，所述固定板51固定于四根所述立杆的上支撑块12上，所述直线步进电机50设置于所述固定板51上，所述滑块52设置于所述直线步进电机50的导轨53上，所述滑块52与所述探头4连接，所述直线步进电机50能够驱动所述滑块52沿所述导轨53运动，进而带动所述探头4沿所述设定方向往复运动。
本实施例中，所述固定板51主要用于固定所述直线步进电机50，所述固定板51可通过焊接或可拆卸连接的方式固定于四根所述立杆的上支撑块12上，所述滑块52可通过探头4支架与所述探头4连接，所述探头4支架可采用板簧加柔性减震材料制成，用于将容纳探头4的探头盒紧密贴合在钢板2上。所述直线步进电机50能够驱动所述滑块52沿所述设定方向往复运动，进而带动所述探头4沿所述设定方向往复运动。
本实施例中，所述直线步进电机50采用福誉科技FBL80皮带式直线直线步进电机50。该电机采用全封闭结构，本体宽度80mm，满足用于对静音、负载、速度、行程等方面的需求，拉伸大、压缩小、硬物冲击不变形，耐高温，使用寿命长等优点。所述直线步进电机50驱动同步带的主动轮转动，进而由皮带带动所述导轨53上的滑块50运动，所述导轨53沿所述设定方向设置。
进一步的，所述滑块52上还设置有感应片，所述固定板51的两端设置有原点传感器54及终点传感器55，所述原点传感器54及所述终点传感器55通过探测所述感应片以获取所述探头4的位置。本实施例中，所述感应片为一金属片，当所述原点传感器54和终点传感器55感应到该金属片后，传感器动作。
所述原点传感器54和终点传感器55可采用F&N公司F3N-18TN05-N电感式接近开关，该传感器适用于狭小空间安装，采用5V供电。所述原点传感器54和终点传感器55分别设置在探头4运动的起始位置处和终点位置处，当所述直线步进电机50带动所述滑块52运动使得感应片靠近所述起始位置时，起始位置处的电感式接近开关被触发闭合，当所述直线步进电机50带动所述滑块52运动使得感应片靠近所述终点位置时，终点位置处的电感式接近开关被触发闭合。
更进一步的，请参照图2，图2为本发明实施例提供的管道漏磁内检测探头性能测试装置的控制框图。所述管道漏磁内检测探头性能测试装置还包括运动控制器7，所述运动控制器7与所述直线步进电机50、所述原点传感器54及所述终点传感器55通信连接，当所述原点传感器54或所述终点传感器55探测到所述感应片靠近时，说明所述探头4已经运动至所述起始位置处或终点位置处，此时所述运动控制器7控制所述直线步进电机50停止工作或进行正反转的切换，进而实现所述探头4的往复运行，提高探头4检测性能的测试精度。
本实施例中，所述运动控制器7采用福誉科技的AMC4030三轴运动控制器7。该运动控制器7带有用于连接直线步进电机50的DIR和PUL接口以及用于连接所述原点传感器54和所述终点传感器55的ORG1和ORG2接口，用于控制所述探头4停在原点和终点位置。
请继续参照图2，所述管道漏磁内检测探头性能测试装置还包括通信连接的处理终端8及采集板卡9，所述采集板卡9与所述探头4通信连接，所述采集板卡9能够响应所述处理终端8发送的采集指令并对所述探头4进行配置，当所述探头4探测到所述缺陷时向所述采集板卡9发送漏磁信号，所述采集板卡9将所述漏磁信号发送给所述处理终端8，所述处理终端8对所述漏磁信号进行分析处理以获取所述探头4的检测数据，并根据所述检测数据对所述探头4的检测性能进行评价。
进一步的，所述采集板卡9还包括USB转RS485收发器，所述处理终端8通过所述USB转RS485收发器与所述采集板卡9通信连接，所述的采集板卡9上设有多个用于通信连接所述探头4的RS485外设接口，所述USB转RS485收发器用于将所述采集板卡9发送的RS485信号转换成USB2.0信号并传输给所述处理终端8。
USB2.0传输速度快，能够及时将所述探头4的检测数据导入上位机进行离线解算。本实施例中，所述处理终端8例如是PC机。PC机上运行应用层软件，负责发送采集板卡9的配置指令，将所述探头4的数据存储至SATA硬盘。检测人员可进行实时曲线查看，满足实时性要求。
基于上述设计，本发明中管道漏磁内检测探头性能测试装置的数据采集方式如下：
(1)处理终端8通过运动控制器7控制直线步进电机50在带有缺陷的钢板2上做来回扫查运动；
(2)原点传感器54和终点传感器55检测直线步进电机50位置，并传送给运动控制器7；
(3)采集板卡9接收所述探头4检测到的缺陷数据并发送至处理终端8进行实时分析处理和存储。
综上，本发明实施例提供了一种管道漏磁内检测探头性能测试装置，包括：支撑机构，包括底座及固定于所述底座上的支撑架，所述支撑架具有上下两层；带有缺陷的钢板，设置于所述支撑架的下层；磁化机构，设置于所述底座上且位于所述钢板的下方，所述磁化机构用于对所述钢板进行饱和磁化；探头，悬吊于所述钢板的上方且用于对所述钢板上的缺陷进行检测；驱动机构，设置于所述支撑架的上层，所述驱动机构与所述探头连接并驱动所述探头沿所述钢板的设定方向作往复运动。通过驱动机构驱动探头对钢板上的缺陷进行检测，能够快捷方便的对管道漏磁内检测探头的检测性能进行测试和评价。此外，本发明提供的管道漏磁内检测探头性能测试装置结构简单，测试方便，具有很强的实用性。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管道漏磁内检测探头性能测试装置，其特征在于，包括：
支撑机构，包括底座及固定于所述底座上的支撑架，所述支撑架具有上下两层；
带有缺陷的钢板，设置于所述支撑架的下层；
磁化机构，设置于所述底座上且位于所述钢板的下方，所述磁化机构用于对所述钢板进行饱和磁化；
探头，悬吊于所述钢板的上方且用于对所述钢板上的缺陷进行检测；
驱动机构，设置于所述支撑架的上层，所述驱动机构与所述探头连接并驱动所述探头沿所述钢板的设定方向作往复运动。
2.如权利要求1所述的管道漏磁内检测探头性能测试装置，其特征在于，所述钢板沿所述设定方向分布有至少两个不同的缺陷。
3.如权利要求1所述的管道漏磁内检测探头性能测试装置，其特征在于，所述支撑架包括四根相同的立杆，四根所述立杆两两对称设置于所述钢板的两侧，且每根所述立杆上均设置有上支撑块及下支撑块，所述钢板固定于四根所述立杆的下支撑块上，所述驱动机构固定于四根所述立杆的上支撑块上。
4.如权利要求3所述的管道漏磁内检测探头性能测试装置，其特征在于，所述钢板的下方还设置有托架，所述托架与四根所述立杆的下支撑块连接，所述钢板通过所述托架固定于四根所述立杆的下支撑块上。
5.如权利要求4所述的管道漏磁内检测探头性能测试装置，其特征在于，所述磁化机构包括永磁铁及两个钢刷，所述永磁铁具有沿所述设定方向设置的N极和S极，所述钢刷的一端与所述N极或S极连接，另一端穿过所述托架的镂空区域与所述钢板的下表面连接，以将所述永磁铁的磁性导入所述钢板。
6.如权利要求3所述的管道漏磁内检测探头性能测试装置，其特征在于，所述驱动机构包括直线步进电机、固定板及滑块，所述固定板固定于四根所述立杆的上支撑块上，所述直线步进电机设置于所述固定板上，所述滑块设置于所述直线步进电机的导轨上，所述滑块与所述探头连接，所述直线步进电机能够驱动所述滑块沿所述导轨运动，进而带动所述探头沿所述设定方向往复运动。
7.如权利要求6所述的管道漏磁内检测探头性能测试装置，其特征在于，所述滑块上还设置有感应片，所述导轨上设置有原点传感器及终点传感器，所述原点传感器及所述终点传感器通过探测所述感应片以获取所述探头的位置。
8.如权利要求7所述的管道漏磁内检测探头性能测试装置，其特征在于，所述管道漏磁内检测探头性能测试装置还包括运动控制器，所述运动控制器与所述直线步进电机、所述原点传感器及所述终点传感器通信连接，当所述原点传感器或所述终点传感器探测到所述感应片靠近时，所述运动控制器控制所述直线步进电机停止工作或进行正反转的切换。
9.如权利要求1所述的管道漏磁内检测探头性能测试装置，其特征在于，所述管道漏磁内检测探头性能测试装置还包括通信连接的处理终端及采集板卡，所述采集板卡与所述探头通信连接，所述采集板卡能够响应所述处理终端发送的采集指令并对所述探头进行配置，当所述探头探测到所述缺陷时向所述采集板卡发送漏磁信号，所述采集板卡将所述漏磁信号发送给所述处理终端，所述处理终端对所述漏磁信号进行分析处理以获取所述探头的检测数据，并根据所述检测数据对所述探头的检测性能进行评价。
10.如权利要求9所述的管道漏磁内检测探头性能测试装置，其特征在于，所述采集板卡还包括USB转RS485收发器，所述处理终端通过所述USB转RS485收发器与所述采集板卡通信连接，所述的采集板卡上设有多个用于通信连接所述探头的RS485外设接口，所述USB转RS485收发器用于将所述采集板卡发送的RS485信号转换成USB2.0信号并传输给所述处理终端。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114487088A (zh) * 2021-12-16 2022-05-13 中国特种设备检测研究院 漏磁检测装置、管道缺陷识别方法和验证方法

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